基于單片機的照明控制系統(tǒng)_開題報告(本人原著)

1、搐漁工摩陵畢業(yè)設計（論文）開題報告理工類題目：基于單片機的燈光照明控制系統(tǒng)學院：電子工程學院專業(yè)班級：DZ電子101學生姓名：張宏偉學號：2012140023指導教師：韓曉春2014年3月8日淮海工學院畢業(yè)設計（論文）開題報告1 .課題研究的意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢（1）課題的研究目的與意義：隨著時代的不斷發(fā)展，國民經(jīng)濟的快速提高，尤其是地產(chǎn)行業(yè)的高歌猛進，國內(nèi)智能照明行業(yè)迅速發(fā)展，能源問題日益險峻，盡管我們的國土面積大，但人口數(shù)量龐大，能源相對短缺，而且我們對能源的浪費相對嚴重，已經(jīng)制約了我國的經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在建筑物中，電能的消耗占百分之六十至百分之九十左右，其中照明的占用量

2、是總電量的百分之十至百分之十二，并且按照預測，隨著建筑物保溫隔熱性能的提高以及其他供暖以及供冷措施的利用，照明用電占用比例還會上升，因此，涌現(xiàn)出了各種技術類型的廠家，市場上也出現(xiàn)了各種類型，別具特色的智能開關產(chǎn)品，智能照明系統(tǒng)也應運而生。智能照明是指利用計算機、無線通訊數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術組成的分布式無線遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，來實現(xiàn)對照明設備的智能化控制。具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設置等功能；并達到安全、節(jié)能、舒適、高效的特點。智能照明系統(tǒng)其獨特的特性，迎合了人們綠色、環(huán)保、節(jié)能，智能化生活的觀念。與核心控制器相

3、結合，可實現(xiàn)如全自動調(diào)光，自然光源的充分利用，照度的一致性，光環(huán)境場景智能轉換，節(jié)能，延長光源壽命等功能，與其功能相適應的是其廣闊的應用環(huán)境，無論在交通路燈的控制，還是辦公大樓照明的控制，或是家居生活中都能發(fā)現(xiàn)它的身影。在家居領域中能為人們提供舒適的生活空間；在辦公領域，在節(jié)能中提高效率；在公共設施領域中綠色安全環(huán)保。該選題的意義在于迎合當前社會的發(fā)展趨勢，綠色節(jié)能，開發(fā)出一個即節(jié)能，又不影響人們正常生活的智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能與智能控制的合二為一1。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于加強了照明的自動化控制，系統(tǒng)最大的特點是場景控制，在同一室內(nèi)可有多路照明回路，對每一回路亮度調(diào)整后達到某種燈光氣氛

4、稱為場景可預先設置不同的場景（營造出不同的燈光環(huán)境），切換場景時的淡入淡出時間，使燈光柔和變化。時鐘控制，利用時鐘控制器，使燈光呈現(xiàn)按每天的日出日落或有時間規(guī)律的變化。利用各種傳感器及遙控器達到對燈光的自動控制。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于美化環(huán)境，室內(nèi)照明利用場景變化增加環(huán)境藝術效果，產(chǎn)生立體感、層次感，營造出舒適的環(huán)境，有利人們的身心健康，提高工作效率。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于延長燈具壽命，影響燈具壽命的主要因素主要有過電壓使用和冷態(tài)沖擊，它們使燈具壽命大大降低。LT系列智能調(diào)光器具有輸出限壓保護功能：即當電網(wǎng)電壓超過額定電壓220V后調(diào)光器自動調(diào)節(jié)輸出在220V以內(nèi)。當燈泡冷態(tài)接電瞬間會

5、產(chǎn)生額定電流5-10倍的沖擊電流，大大影響燈具壽命。智能調(diào)光控制可延長燈泡壽命2-4倍，可節(jié)省大量燈泡，減少更換燈泡的工作量。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于照度及照度的一致性，采用照度傳感器，可以達到室內(nèi)的光線保持恒定。例如：在學校的教室，要求靠窗與靠墻光強度其本相同，可在靠窗與靠墻處分別加裝傳感器，當室外光線強時系統(tǒng)會自動將靠窗的燈光減弱或關閉及根據(jù)靠墻傳感器調(diào)整靠墻的燈光亮度；當室外光線變?nèi)鯐r，傳感器會根據(jù)感應信號調(diào)整燈的亮度到預先設置的光照度值。新燈具會隨著使用時間發(fā)光效率逐漸降低，新辦公樓隨著使用時間墻面的反射率將衰減，這樣新舊會產(chǎn)生照度的不一致性，通過智能調(diào)光器系統(tǒng)的控制可調(diào)節(jié)照度達到相

6、對的穩(wěn)定，且可節(jié)約能源。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于管理維護方便，智能照明控制系統(tǒng)對照明的控制是以模塊式的自動控制為主，手動控制為輔，照明預置場景的參數(shù)以數(shù)字式存儲在EPROM中，這些信息的設置和更換十分方便，加上燈具壽命的大大提高，使照明管理和設備維護變得更加簡單。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于具有較高的經(jīng)濟回報，據(jù)專家測算，僅從節(jié)電和節(jié)省燈具這兩項：用三至五年的時間，業(yè)主就可基本收回智能照明控制系統(tǒng)所增加的全部費用。而智能照明控制系統(tǒng)可改善照明環(huán)境，提高員工工作效率以及減少維修和管理費用等，也為業(yè)主節(jié)省下一筆可觀的費用。研究燈光控制系統(tǒng)的目的在于綜合控制功能，可通過計算機網(wǎng)絡對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控，

7、例如了解當前各個照明回路的工作狀態(tài)；設置、修改場景；當有緊急情況時控制整個系統(tǒng)及發(fā)出故障報告?？赏ㄟ^網(wǎng)關接口及串行接口與大樓的BA系統(tǒng)或消防系統(tǒng)、保安系統(tǒng)等控制系統(tǒng)相連接LT-net智能照明控制系統(tǒng)通常由調(diào)光模塊、開關功率模塊、場景控制面板、傳感器及編程器、編程插口、PC監(jiān)控機等部件組成，將上述各種具備獨立控制功能的模塊連接在一根計算機數(shù)據(jù)線上，即可組成一個獨立的照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對燈光系統(tǒng)的各種智能化管理及自動控制3o（2）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢在控制模式上，長期以來，大多數(shù)建筑物采用傳統(tǒng)的照明控制方式，隨著各項技術的前進和發(fā)展，部分智能大廈采用樓宇自控（BA）系統(tǒng)來監(jiān)控照明，但都只

8、能實現(xiàn)簡單的區(qū)域照明和定時開關功能.（E舊）系統(tǒng)是由子網(wǎng)和主干網(wǎng)組成的控制網(wǎng)絡。其各自優(yōu)缺點在于（BA）樓宇自控系統(tǒng)應用于照明的控制系統(tǒng)，一般是在某些照明回路中申聯(lián)交流接觸器觸點，通過控制這些觸點實現(xiàn)諸如區(qū)域控制、定時開關、中央監(jiān)控等功能.所有照明回路通過BA中控室控制，現(xiàn)場無法干預照明狀態(tài)，使用不便.控制功能簡單，只能實現(xiàn)定時、開關的功能，若要實現(xiàn)場景預設、亮度調(diào)節(jié)，軟啟動軟關斷等復雜的功能技術難度較大.由于照明系統(tǒng)并不是一個獨立的系統(tǒng)，所以，在BA系統(tǒng)出故障時，照明系統(tǒng)也受到影響。（E舊）系統(tǒng)是由子網(wǎng)和主干網(wǎng)組成的控制網(wǎng)絡，每個子網(wǎng)分別通過網(wǎng)橋與主干網(wǎng)相連，網(wǎng)絡的傳輸速率為9600波特，沒

9、有高速信息通道，如果系統(tǒng)做大就會丟失信息，造成系統(tǒng)失控，該系統(tǒng)是80年代末推出的第三代照明控制系統(tǒng)，需要配置獨立的電源模塊，當電源模塊一旦出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)即處于癱瘓，具有可靠性差的致命弱點.傳感器和總線耦合器必須連在一起，不方便調(diào)試、檢修.相比較而言，采用一種全新的智能照明控制系統(tǒng)以克服以上系統(tǒng)的缺點顯得尤為重要.<<2013-2017年中國智能照明行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告數(shù)據(jù)指出，智能照明行業(yè)自上世紀90年代進入中國市場，受市場的消費意識、市場環(huán)境、產(chǎn)品價格、推廣力度等各方面的影響，一直處于緩慢發(fā)展的態(tài)勢。近些年，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是地產(chǎn)行業(yè)的高歌猛進，

10、國內(nèi)智能照明行業(yè)迅速發(fā)展，各類智能照明產(chǎn)品紛紛面市，中國智能照明市場規(guī)模從2005年的49億元成長到2009年的137億元人民幣。前瞻網(wǎng)預測預測，中國高端智能照明市場5年內(nèi)容量有望達到2000億美元2。與傳統(tǒng)照明相比，智能照明可達到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的，因此智能照明在家居領域、辦公領域、商務領域及公共設施領域均有較好發(fā)展前景。中國智能照明市場并未成熟，智能照明的應用領域還主要集中在商務領域和公共設施領域，酒店、會展場館、市政工程、道路交通領域內(nèi)對智能照明的采納使用較多；此外，辦公建筑和高端別墅項目也有采用智能照明。隨著國內(nèi)智能照明研發(fā)生產(chǎn)技術的發(fā)展和產(chǎn)品推廣力度的加大，家居領域的智能照

11、明應用有望得以普及。參考文獻：1潘龍.智能照明系統(tǒng)節(jié)能分析及設計.建筑節(jié)能.2011(6)2中企顧問網(wǎng).2013-2018年中國智能照明產(chǎn)業(yè)全景調(diào)研及發(fā)展前景研究報告3中企顧問網(wǎng).慧聰智能家居網(wǎng).智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢分析和燈光調(diào)節(jié).2012淮海工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告2 .課題的基本內(nèi)容，可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施(1)課題的基本內(nèi)容：查閱文獻資料，了解國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，應用領域，現(xiàn)有理論、方法，對常用照明控制的分析，分析當前照明系統(tǒng)中存在缺陷，照明系統(tǒng)功能要求及照明系統(tǒng)節(jié)能潛力分析，新型智能照明系統(tǒng)功能改進探究，新型智能照明系統(tǒng)控制模式的改進，分析各種照明系統(tǒng)的適用性，

12、主要改善照明系統(tǒng)在家用照明時的性價比；智能照明系統(tǒng)進行研究和設計；智能照明系統(tǒng)的設計包兩大部分：一是照明部分的設計，又稱為光照的設計，包括選擇照明方式和智能控制方式，選擇光源和燈具，確定燈具的布局和照度標準并進行照度的計算、總線技術智能控制等；二是供電部分的設計，又稱為電氣設計，包括選擇配電方式和電源結線，進行負荷計算，選擇導線、開關、熔斷器等電氣設備，繪制電氣照明圖。本設計闡述了照明的有線、無線控制方式設計原理與實現(xiàn)方法。以設計過程為主線，分別從硬件和軟件兩個方面描述設計過程，即從硬件電路的設計方法到實現(xiàn)所要求功能的軟件技術。該照明控制系統(tǒng)的主控制器、分控制器分別是以AT89C5WAT89C

13、205憚片機為基礎，實現(xiàn)了有線通信、無線數(shù)傳、控制與顯示等功能。文中詳細地描述了控制電路的設計過程，包括：鍵盤與LED顯示電路、RS485通信電路、無線數(shù)傳電路、照明燈控制電路以及看門狗電路等。對于軟件設計主要有主控制器、分控制器的有線通信程序設計與無線數(shù)字傳輸程序設計以及燈光控制、定時控制、鍵盤掃描與LED顯示等程序設計。有線通信程序的功能是：通過RS485主從通信方式，由主控制器發(fā)出命令對全部或單個分控制器所控制的照明燈實現(xiàn)開啟、關閉、燈光亮度調(diào)節(jié)、定時控制等功能。無線數(shù)傳程序設計的功能是：通過無線數(shù)傳模塊實現(xiàn)照明燈的無線遙控，同樣實現(xiàn)有線方式控制的功能。(2)可能遇到的困難：難點：系統(tǒng)設

14、計主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術性能，將硬件和軟件分開設計。硬件設計部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對硬件進行調(diào)試、測試，以達到設計要求。軟件設計部分，首先在總體設計中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設計，擬定詳細的工作計劃；然后進行具體設計，包括各模塊的流程圖，選擇合適的編程語言和工具，進行代碼設計等；最后是對軟件進行調(diào)試、測試，達到所需功能要求。(3)解決問題的方法和措施：措施和方法：A.先分析問題，找出問題的關鍵點，利用網(wǎng)絡進行相關信息的檢索B.求助其他同學，在其他同學也無法回答的情況下，請教老師。C.尋找相關技術人員求助。D.圖書館尋找相關資料進行研究。3 .課題擬采用的研究手段(途徑)和可行性分析(1)研究過程(途徑)A.通過圖書館查閱相關書籍和在網(wǎng)絡中搜索相關文獻進行知識的補充圖書館查閱資料.B.分析和解決設計電路的問題。C.調(diào)查研究相關設計問題，制定設計方案.D.繪制工作原理圖，硬件部分方案設計.E.繪制硬件電路圖、進行數(shù)據(jù)處理方案設計，總體集成設計，F(xiàn).編寫設計說明書。(2)可行性分析課題基礎：2012年9月至2014年1月在校進行了較為充實的實訓課程，并且，在單片機原理與應用與電路與